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1、基于Labview的多通道数据采集系统摘 要虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起，利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成的一种新的仪器模式。本设计采用NI PCI-6221数据采集卡，运用虚拟仪器及其相关技术于多通道数据采集系统的设计。该系统具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警记录等功能，最后使用Web技术实现了采集数据的远程访问。本文首先概述了测控技术和虚拟仪器技术在国内外的发展及以后的发展趋势，探讨了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LabVIEW开发平台，然后介绍了数据采集的相关理论，给出了数据采集系统
2、的硬件结构图。在分析本系统功能需求的基础上，介绍了程序模块化设计、数据库、Web、多线程等设计中用到的技术，最后一章给出了本设计的前面板图。本设计是虚拟仪器在测控领域的一次成功尝试。实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够高效的实现各种测控任务。关键字：虚拟仪器；数据采集；MySQL；PHP；LabVIEWAbstractVirtual instrument (VI) is combines computer science, bus technology, software engineering with measurement instrumentation technology, e
3、mployees the computers powerful digital process capability to realize main function of instrument. It breaks the mainframe of traditional instrument and forges a new instrument pattern.This project use NI PCI-6221 DAQ(data acquisition) card, ingeniously applies VI technology in the development of a
4、Multi-channel data acquisition development and finally achieves a solution which can provide many functions including multi-channel and multi-parameter signal acquisition, huge measurement information storage and management, Alarm record, and Collecting data show that real-time. Finally the use of W
5、eb technology to achieve the Acquisition of data remote access.This paper Introduced in detail the test technology in the domestic and foreign development and the later trend of development, then introduced the virtual instruments development. Study and research deeply VIs concept, hardware configur
6、ation and software architecture. Then introduce the development platform-LabVIEW. Introduced the theory of data acquisition, which elaborated on the acquisition of hardware, the input signal conditioning, given the DAQ system structure of the hardware. Based on the analysis of the DAQ system on the
7、basis of functional requirements, described in detail the design used in some software-related technologies, including procedures modular design, database technology, Web technology, multi-threaded technology. The final chapter given the specific design of the font panel.This project is a successful
8、 application of VI in measurement domain, which testifies that VI is an available and effective solution and can be employed to accomplish majority complicated measurement task.Key words: Virtual Instrument; DAQ; MySQL; PHP; LabVIEW 目 录摘要IAbstractII目录IV第一章 绪论11.1 引言11.2 课题背景11.2.1 测控技术的国内外发展现状11.2.2
9、 虚拟仪器技术发展趋势31.3 本设计所做的工作51.3.1 多通道数据采集系统的设计51.3.2 远程数据检索的设计6第二章 虚拟仪器72.1 虚拟仪器技术概述72.1.1 虚拟仪器的概念72.1.2 虚拟仪器的特点及优势72.1.3 虚拟仪器和传统仪器的比较82.1.4 虚拟仪器测试系统的组成102.1.5 虚拟仪器I/O接口设备112.1.6 虚拟仪器的软件结构132.2 虚拟仪器的开发软件132.2.1 虚拟仪器的开发语言132.2.2 图形化虚拟仪器开发平台LabVIEW142.2.3 基于LabVIEW平台的虚拟仪器程序设计15第三章 系统设计理论及硬件平台的实现173.1 PC机
10、173.2 数据采集理论173.2.1 数据采集技术概论173.2.2 采集系统的一般组成及各部分功能描述193.2.3 传感器213.2.4 信号调理213.2.5 输入信号的类型223.2.6 输入信号的连接方式253.2.7 测量系统分类253.2.8 选择合适的测量系统273.3 数据采集卡的选择293.3.1 数据采集卡的主要性能指标303.3.2 数据采集卡(DAQ卡)的组成313.3.3 NI PCI-6221数据采集卡313.4 本设计总体硬件框图32第四章 系统软件设计的相关技术334.1 程序模块化设计概述334.1.1 程序设计的模块化原则334.1.2 软件系统的模块化
11、设计原则344.1.3 本设计的软件系统模块划分354.2 数据库技术364.2.1 数据库技术概述364.2.2 ADO与数据库的交互技术384.2.3 MySQL数据库384.3 Web技术394.3.1 Web技术概述394.3.2 PHP技术414.3.3 远程数据访问系统434.4 多线程技术434.4.1 Windows的多线程机制434.4.2 LabVIEW与多线程444.4.3 多线程技术在本设计中的应用444.5 系统具体应用程序的实现454.5.1 数据采集部分程序454.5.2 数据保存部分程序454.5.3 历史数据查询部分程序464.5.4 报警记录部分程序46第五
12、章 系统软件的具体实现485.1 登录系统485.2 通道参数配置495.3 实时数据显示505.4 历史数据查询505.5 报警记录51第六章 总结53致谢54参考文献55附录 远程数据检索系统代码57第一章 绪 论1.1 引言测控技术在现代科学技术、工业生产和国防科技等诸多领域中应用十分广泛，它的现代化已被认为是科学技术、国防现代化的重要条件和明显标志。20世纪70年代以来，计算机、微电子等技术迅猛发展，在其推动下，测控仪器与技术不断进步，相继诞生了智能仪器、PC仪器、VXI仪器、虚拟仪器及互换性虚拟仪器等微机化仪器及其自动测控系统，计算机与现代化仪器设备间的界限日渐模糊，测控领域和范围不
13、断拓宽1。近年来，以计算机为中心、以网络为核心的网络化测控技术与网络化测控系统得到越来越多的应用，尤其是在航空航天等国防科技领域。网络化的测控系统大体上由两部分组成：测控终端与传输介质，随着个人计算机的高速发展，测控终端的位置越来越多的被个人计算机所占据，其中，软件系统是计算机系统的核心，甚至是整个测控系统的灵魂，应用于测控领域的软件系统称为监控软件。传输介质组成的通信网络主要完成数据的通信与采集，这种数据采集系统是整个测控系统的主体，是完成测控任务的主力。因此，这种“监控软件数据采集系统”构架的测控系统结构在很多领域都得到了广泛的应用，并形成了一套完整的理论1。1.2 课题背景1.2.1 测
14、控技术的国内外发展现状早期的测控系统采用大型仪表集中对各个重要设备的状态进行监控，通过操作盘进行集中式操作；而计算机测控系统是以计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被控对象(生产过程)共同构成的整体。系统中的计算机实现生产过程的检测、监督和控制功能。由于通信协议不开放，因此这种测控系统是一个自封闭系统，一般只能完成单一的测控功能，一般通过接口，如RS-232或GPIB接口可与本地计算机或其他仪器设备进行简单互连1。随着科学技术的发展，在我国国防、通信、航天、航空、气象、环境监测、制造等领域，要求测控和处理的信息量越来越大、速度越来越快。同时测控对象的空间位置日益分散，测控任务日益复杂，测控系
15、统日益庞大，因此，提出了测控现场化、远程化、网络化的要求。传统的单机仪器己远远不能适应大数量、高质量的信息采集要求，产生了由计算机控制的测控系统，系统内单元通过各种总线互连，进行信息的传输。网络化的测控技术兴起于国外，是在计算机网络技术、通信技术高速发展，以及对大容量分布式测控的大量需求背景下发展起来。主要可分为以下几个阶段。第一阶段：起始于20世纪70年代通用仪器总线(GPIB)的出现，GPIB实现了计算机与测控系统的首次结合，使得测量仪器从独立的手工操作单台仪器开始走向计算机控制的多台仪器的测控系统。此阶段是网络化测控系统的雏形与起始阶段。第二阶段：起始于20世纪80年代VXI标准化仪器总线的出现，VXI系统可以将大型计算机昂贵的外设、VXI设备、通信线路等硬件资源以及大型数据库程序等软件资源纳入网络，使得这些宝贵的资源得以共享。此阶段是网络化测控系统的初步发展阶段。第三阶段：随着技术的发展，现场总线技术的出现带动了现场总线控制系统(FCS)的迅速发展，使
